回轉(zhuǎn)窯潤(rùn)滑單元的儀表配置和邏輯控制

董彩霞 高星 楊勇偉 王琳琳

1 中材建設(shè)有限公司（100176）2 河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450002）

回轉(zhuǎn)窯潤(rùn)滑單元的儀表配置和邏輯控制

董彩霞1高星1楊勇偉2王琳琳2

1 中材建設(shè)有限公司（100176）2 河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450002）

在水泥生產(chǎn)線中，回轉(zhuǎn)窯作為“心臟”設(shè)備，其運(yùn)轉(zhuǎn)好壞直接影響到生產(chǎn)產(chǎn)量和運(yùn)轉(zhuǎn)效率，所以保證窯運(yùn)轉(zhuǎn)正常是水泥生產(chǎn)的重中之重。

回轉(zhuǎn)窯；潤(rùn)滑單元；儀表；邏輯控制

回轉(zhuǎn)窯主要由窯胴體、輪帶、大齒圈、擋動(dòng)、托輪和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成，如圖1所示。

窯胴體是回轉(zhuǎn)窯的軀干，由鋼板卷制并焊接完成。

輪帶套在窯胴體上，承受窯胴體、窯襯、物料等所有回轉(zhuǎn)部分的重量，并將其重量轉(zhuǎn)移到窯托輪上；托輪承受窯胴體、輪帶等全部重量，并對(duì)窯胴體起定位作用，使其能安全平衡地運(yùn)轉(zhuǎn)；擋輪起到讓窯胴體按一定速度和行程沿窯中心線方向在托輪上往復(fù)移動(dòng)；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由主傳電動(dòng)機(jī)、輔傳電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)等構(gòu)成,其作用是保證和調(diào)節(jié)窯旋轉(zhuǎn)。

在生產(chǎn)過(guò)程中,如何保證上面設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，良好的潤(rùn)滑是保證其正常工作的關(guān)鍵。潤(rùn)滑可以延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，減少維護(hù)修理費(fèi)，所以潤(rùn)滑單元必須作為“重要”設(shè)備予以重視。本文旨在從儀表配置和邏輯控制方面講述回轉(zhuǎn)窯的潤(rùn)滑單元。

回轉(zhuǎn)窯潤(rùn)滑單元主要包括減速機(jī)潤(rùn)滑單元、液壓擋輪潤(rùn)滑單元、大齒圈潤(rùn)滑單元、托輪及輪帶潤(rùn)滑單元。

1 窯減速機(jī)潤(rùn)滑單元

1.1 系統(tǒng)配置

主要包括兩臺(tái)油泵、油箱、過(guò)濾器、加熱器、冷卻閥等。

1.2 儀表配置

主要儀表包括油箱低液位開(kāi)關(guān)、低低液位開(kāi)關(guān)、過(guò)濾器壓差開(kāi)關(guān)、油路出口流量監(jiān)測(cè)、油箱油溫監(jiān)測(cè)、油路出口壓力監(jiān)測(cè)、油路出口溫度監(jiān)測(cè)，如圖2所示。

1.3 邏輯控制

1）油泵控制邏輯

工作時(shí)兩臺(tái)油泵一臺(tái)使用一臺(tái)備用，哪臺(tái)油泵工作由操作員從上位機(jī)進(jìn)行選擇；運(yùn)行過(guò)程中主泵故障，備用泵自動(dòng)投入運(yùn)行，如果備用油泵沒(méi)有運(yùn)行，聯(lián)鎖跳停窯主電機(jī)；兩臺(tái)油泵同時(shí)故障，連鎖跳停窯主電機(jī)。

2）油箱液位開(kāi)關(guān)控制邏輯

低液位開(kāi)關(guān)報(bào)警時(shí)，禁止啟動(dòng)油泵；油泵正在運(yùn)行，低液位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，系統(tǒng)報(bào)警；當(dāng)油泵正在運(yùn)行，低低液位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，連鎖跳停加熱器、油泵及窯主電機(jī)。

圖1 回轉(zhuǎn)窯組成

圖2 減速機(jī)潤(rùn)滑單元

3）過(guò)濾器壓差開(kāi)關(guān)控制邏輯

過(guò)濾器壓差開(kāi)關(guān)動(dòng)作，系統(tǒng)報(bào)警。

4）油箱油溫監(jiān)測(cè)控制邏輯

油箱溫度低于30℃，啟動(dòng)油箱加熱器；油箱溫度大于35℃，停止油箱加熱器。

5）油路出口溫度控制邏輯

油路出口溫度低于45℃，關(guān)閉冷卻水閥；油路出口溫度大于50℃，打開(kāi)冷卻水閥；油路出口溫度大于55℃，系統(tǒng)報(bào)警；油路出口溫度大于65℃，連鎖跳停油泵及窯主電機(jī)。

6）油路出口流量監(jiān)測(cè)控制邏輯

油泵啟動(dòng)30 s后,出口流量低于25 l/min,起動(dòng)備用泵，如果備用泵正常運(yùn)行后,出口流量低于25 l/min，停止油泵；油泵正常運(yùn)行中，出口流量低于25 l/min，系統(tǒng)報(bào)警；油泵正常運(yùn)行中，出口流量低于15 l/min，連鎖跳停油泵和窯主電機(jī)。

7）油路出口壓力控制邏輯

油泵啟動(dòng)1min后,出口壓力低于0.8 bar，啟動(dòng)備用泵,如果備用泵啟動(dòng)后,出口壓力仍低于0.8 bar,停止油泵；油泵運(yùn)行中，出口壓力低于0.8 bar，系統(tǒng)報(bào)警；油泵運(yùn)行中，出口壓力低于0.6 bar，連鎖跳停油泵和窯主電機(jī)。

2 液壓擋輪潤(rùn)滑單元

2.1 系統(tǒng)配置

主要包括兩臺(tái)油泵、油箱、過(guò)濾器、加熱器、電磁閥等。

2.2 儀表配置

主要包括油箱低液位開(kāi)關(guān)、過(guò)濾器壓差開(kāi)關(guān)、窯胴體上下移動(dòng)限位開(kāi)關(guān)和極限開(kāi)關(guān)、油箱油溫監(jiān)測(cè)、油路出口壓力監(jiān)測(cè)，如圖3所示。

2.3 邏輯控制

圖3 液壓擋輪潤(rùn)滑單元

1）油泵控制邏輯

油泵工作時(shí)一臺(tái)使用一臺(tái)備用，哪臺(tái)油泵工作由操作員從上位機(jī)進(jìn)行選擇;運(yùn)行過(guò)程中主泵故障，備用泵自動(dòng)投入運(yùn)行;如果備用油泵沒(méi)有運(yùn)行，擋輪碰到上限位開(kāi)關(guān)時(shí)，連鎖跳停窯主電機(jī)。

2）油箱液位開(kāi)關(guān)控制邏輯

低液位開(kāi)關(guān)報(bào)警時(shí)，禁止啟動(dòng)油泵；當(dāng)油泵正在運(yùn)行，低液位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，系統(tǒng)報(bào)警，停止加熱器和油泵。

3）過(guò)濾器壓差開(kāi)關(guān)控制邏輯

過(guò)濾器壓差開(kāi)關(guān)動(dòng)作，系統(tǒng)報(bào)警。

4）油箱油溫監(jiān)測(cè)控制邏輯

油箱溫度低于10℃，啟動(dòng)油箱加熱器；油箱溫度大于35℃，停止油箱加熱器。

5）窯胴體上下移動(dòng)限位開(kāi)關(guān)控制邏輯

窯胴體移動(dòng)碰到上限位開(kāi)關(guān)時(shí),油泵停止，電磁閥打開(kāi)；窯胴體移動(dòng)碰到下限位開(kāi)關(guān)時(shí)，油泵啟動(dòng)，電磁閥關(guān)閉；窯胴體移動(dòng)碰到上、下極限限位開(kāi)關(guān)時(shí)，連鎖跳停窯主電機(jī)。

6）油路出口壓力控制邏輯

油泵啟動(dòng)10 s后,出口壓力低于1.7mPa,啟動(dòng)備用泵,如果備用泵啟動(dòng)后,出口壓力仍低于1.7mPa,停止油泵;油泵運(yùn)行中,出口壓力低于1.7mPa，系統(tǒng)報(bào)警；油泵運(yùn)行中，出口壓力高于4mPa，系統(tǒng)報(bào)警。

3 大齒圈潤(rùn)滑單元

3.1 系統(tǒng)配置

主要包括兩臺(tái)油泵、油箱、過(guò)濾器、加熱器等。

3.2 儀表配置

主要包括油箱低液位開(kāi)關(guān)、過(guò)濾器壓差開(kāi)關(guān)、油路出口流量開(kāi)關(guān)、油箱油溫監(jiān)測(cè)、油路出口壓力監(jiān)測(cè)，如圖4所示。

圖4 大齒圈潤(rùn)滑單元

3.3 邏輯控制

1）油泵控制邏輯

油泵工作時(shí)一臺(tái)使用一臺(tái)備用，哪臺(tái)油泵工作由操作員從上位機(jī)進(jìn)行選擇;運(yùn)行過(guò)程中主泵故障，備用泵自動(dòng)投入運(yùn)行；如果備用油泵沒(méi)有運(yùn)行,禁止油泵再次啟動(dòng)。

2）油箱液位開(kāi)關(guān)控制邏輯

低液位開(kāi)關(guān)報(bào)警，禁止啟動(dòng)油泵；當(dāng)油泵正在運(yùn)行，低液位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，系統(tǒng)報(bào)警，停止加熱器。

3）過(guò)濾器壓差開(kāi)關(guān)控制邏輯

過(guò)濾器壓差開(kāi)關(guān)動(dòng)作，系統(tǒng)報(bào)警。

4）油箱油溫監(jiān)測(cè)邏輯控制

油箱溫度低于20℃，啟動(dòng)油箱加熱器；油箱溫度大于25℃，停止油箱加熱器。

5）流量開(kāi)關(guān)邏輯控制

油泵啟動(dòng)30 s后，流量開(kāi)關(guān)沒(méi)有動(dòng)作，起動(dòng)備用泵，如果備用泵正常運(yùn)行后，仍沒(méi)有流量信號(hào)，停止油泵；油泵正常運(yùn)行中，流量開(kāi)關(guān)沒(méi)有信號(hào)，延時(shí)5 s后停止油泵。

6）油路出口壓力邏輯控制

油泵啟動(dòng)1min后，出口壓力低于0.8 bar，啟動(dòng)備用泵，如果備用泵啟動(dòng)后，出口壓力仍低于0.8 bar，停止油泵；油泵運(yùn)行中，出口壓力低于1.2 bar，系統(tǒng)報(bào)警；油泵運(yùn)行中，出口壓力低于0.8 bar，停止油泵。

4 托輪及輪帶潤(rùn)滑單元

4.1 系統(tǒng)配置

主要包括油泵、油箱、加熱器、過(guò)濾器等。

4.2 儀表配置

圖5 托輪及輪帶潤(rùn)滑單元

主要包括油箱低液位開(kāi)關(guān)、過(guò)濾器壓差開(kāi)關(guān)、油路出口流量開(kāi)關(guān)、油箱油溫監(jiān)測(cè)，如圖5所示。

4.3 邏輯控制

1）油箱液位開(kāi)關(guān)控制邏輯

低液位開(kāi)關(guān)報(bào)警時(shí)，禁止啟動(dòng)油泵；當(dāng)油泵正在運(yùn)行，低液位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，系統(tǒng)報(bào)警，停止油箱加熱器。

2）流量開(kāi)關(guān)邏輯控制

油泵啟動(dòng)30 s后，流量開(kāi)關(guān)沒(méi)有動(dòng)作，停止油泵；油泵正常運(yùn)行中，流量開(kāi)關(guān)沒(méi)有信號(hào)，延時(shí)5 s后停止油泵。

3）油箱油溫監(jiān)測(cè)邏輯控制

油箱溫度低于10℃，啟動(dòng)油箱加熱器；油箱溫度大于35℃，停止停油箱加熱器。

4）過(guò)濾器壓差開(kāi)關(guān)控制邏輯

過(guò)濾器壓差開(kāi)關(guān)動(dòng)作，系統(tǒng)報(bào)警。

上述四套潤(rùn)滑單元，減速機(jī)和擋輪潤(rùn)滑單元在生產(chǎn)過(guò)程中極其重要，無(wú)論是電氣故障還是機(jī)械故障都會(huì)直接導(dǎo)致窯主電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)；大齒圈和托輪潤(rùn)滑單元在生產(chǎn)過(guò)程中可以根據(jù)設(shè)備的實(shí)際潤(rùn)滑要求，采用間斷式工作方式，比如每24 h工作8 h。潤(rùn)滑單元的油泵通過(guò)MCC控制中心控制，儀表都通過(guò)總線或硬接線的方式傳輸?shù)街锌豍LC控制系統(tǒng)，開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)為無(wú)源干接點(diǎn)，模擬量輸出信號(hào)為4～20mA。所有儀表量程和報(bào)警、故障設(shè)定值因設(shè)備選型及工藝布置不同會(huì)有些區(qū)別。比如，潤(rùn)滑油的品質(zhì)不同，油溫的設(shè)定值要根據(jù)油質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)整；比如潤(rùn)滑單元的油路管線比較長(zhǎng)，流量開(kāi)關(guān)動(dòng)作過(guò)濾時(shí)間就需要根據(jù)設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際情況進(jìn)行修改。